HDI(高密度接続)実装技術

Growell社





初めに
Growell社の“Chips First”HDI(高密度接続)実装技術は、GEとLockheed Martin社により開発された特許による超小型化技術で、当初は戦闘機や宇宙空間探査機や種々の軌道人工衛星システムなどを含む軍用レーダーと宇宙への応用だけに用いられていました。この技術により、競合を許さぬマルチ機能、高性能マルチチップ・モジュールを作ることを可能となりました。

“Chips First”HDIは、まずチップから始めて、それにより複数の機能を結合して高性能化をはかり、同時にサイズと重量を軽減したモジュールを組み立てる、現存する唯一の完全に特許化されたHDI技術です。“Chips First”HDI技術は、民生用機器への応用すなわち、携帯用通信機器、音響・映像コントローラ、高精度測定機器、インテリジェント家庭用装置、ウェラブル・コンピュータ、および高速度マルチメディア機器などへの応用に対して、現在Growell社が独占的供給しています。

Growell社は、韓国および米国内に製造設備を持っており、現存する民生用デザインの大多数のものに対して、グローバルに“Chips First”HDI技術を速やかに適用する能力を持っており、またそれを量産レベルにおいて製造に導入する能力を持っています。



“Chips First”HID技術の概要
“Chips First”HDI技術は、高性能の電子デバイス実装プロセスであり、高精度レーザーと多層化技術を用いて、2コ以上のICチップと他の電子部品を基板の中の誘導体によって相互接続することで構成される。従来の実装技術と異なり、“Chips First”HDI技術は、封止済みのチップと高分子Kapton Flexでカバーされた第一層とそれに続く層の上にある金属の接続層を必要とする。

チップと金属接続層を接続するため、Kapton Flexと接着剤をとおしてレーザーでマイクロ・バイアホールが穴あけされるこのプロセスは、続く各層について繰り返される。“Chips First”HDI実装技術は、容易にかつ速やかに大量生産に持っていくことができる。加えて、裏側のプラスチック基板を削って、薄いモジュールを作ることができ、完全にフレキシブルで壊れないものを作ることができる。





"Chips First”HDI実装技術を適用するメリット
低いコスト
“Chips First”HDI実装は、シンプルな量産バッチ製造プロセス、チップ間の最少の空隙、および各モジュールの上の個別部品(たとえば抵抗器やコンデンサ)の数の削減により、かなり安価にできる。加えて、プラスチック基板に基づく技術の信頼性による材料コストが削減される。

サイズの劇的な縮小
“Chips First”HDI実装は、薄いフィルム接続構造により作られ、ワイヤボンドが不要で、相互接続とマイクロ・バイアホールの形成にレーザー穴あけを用いているので、90%以上の驚異的なサイズ縮小が可能となる。加えて、他の部品も表面上にマウントできるのでより高いモジュール密度を実現できる。


高い電気的性能
“Chips First”HDI実装は、ワイヤボンド法、TABおよびBGA/FCプロセス技術に比べて、より高い導電性、より低い抵抗値、より少ない信号遅延、より低いノイズ、より少ない浮遊インダクタンスとキャパシタンスを得ることができる。
電気的パラメータ  ワイヤボンド  TAB  BGA/FC  HDI 
インダクタンス(nH)  1-3  0.5-2.0  <0.1  <0.01 
キャパシタンス(pF)  0.01-0.05  0.02-0.04  <0.01  <0.001 
抵抗(mΩ)  30-100  13-50  2-6  <1 
伝送線路の整合度 整合せず  制約あり  ほとんど整合  完全に整合 
熱管理の改善
“Chips First”HDI実装は、チップから発生する熱を直接取り除く仕組みになっていることにより、熱管理の性能を高めることができる。熱の管理にクリティカルに依存しているデジタルスイッチ、精密機器および携帯用機器などのような応用はこの技術から顕著な利益を得るであろう。

市場へのより早い投入 <> “Chips First”HDI実装は、かなり迅速でシンプルな組み立てプロセスのために、市場への投入がより短期にできる。また“Chips First”HDI実装は、開発期間を大幅に短縮できる

信頼性の向上
“Chips First”HDI実装は、ワイヤボンド法、TABおよびBGA/FCプロセス技術に比べて、より高い導電性、より低い抵抗値、より少ない信号遅延、より低いノイズ、より少ない浮遊インダクタンスとキャパシタンスを得ることができる。

HDIの既存の実装技術との比較
3つの主要な競合する実装技術、SOC、MCM/MCPおよびCOCが、現在ユビキタス応用に用いられつつある。下図はこれら3つの実装技術とHDIを実装上の最も重要な5つの特性、すなわち電気的性質、トータルコスト、開発サイクル、実装密度および多方面への応用の可能性に関して比較したものである。